Soluções para indústria de pneus

Tecnologias para superar os novos desafios de competitivo de fabricação de pneus

O mercado global de pneus deverá testemunhar um crescimento significativo nos próximos anos. Ao mesmo tempo, tornou-se mais complexo do que nunca. O número crescente de tipos de carros exige uma variedade maior de pneus. Além disso, tendências automotivas, como eMobility e direção autônoma, aumentam a demanda por conceitos inovadores no design e na produção fabricação de pneus. É por isso que a produção competitiva de pneus precisa ser altamente flexível e capaz de reagir rapidamente para atender aos desenvolvimentos voláteis do mercado. Ao mesmo tempo, ele precisa atender aos altos requisitos atuais em termos de qualidade, segurança, padrões ambientais e crescente internacionalização. Os fabricantes exigem soluções para indústria de pneus consistentes que os ajudam a otimizar a disponibilidade de suas fábricas, reduzir seu custo total de propriedade e melhorar o tempo de colocação no mercado. Aproveitar ao máximo a digitalização e fazer uso de novos modelos de negócios tornam possível chegar lá.

Os especialistas da Siemens em fabricação de pneus terão prazer em ajudá-lo a solucionar os desafios do seu projeto individual.

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Os desafios

Requisitos de pneus cada vez mais exigentes

O ambiente econômico, tecnológico e social da mobilidade está evoluindo, provocando mudanças nas expectativas dos usuários finais e da indústria de veículos. É por isso que os fabricantes de pneus exigem soluções inovadoras para toda a cadeia de valor.

Tendências tecnológicas

Os fabricantes de pneus e os fabricantes de máquinas exigem conceitos inovadores no projeto e na produção de pneus, processos de produção aprimorados com um maior grau de automação e produção mais transparente. Outros aspectos importantes são tempo de inatividade reduzido, diagnóstico detalhado e menor consumo de energia.

Ao mesmo tempo, muitas plantas precisam ser reformadas para atender aos requisitos mais recentes e novas instalações de produção precisam ser construídas para atender à crescente demanda de produtos.

Clientes e consumidores

O avanço da eMobility exige um projeto de piso otimizado para quilometragem prolongada através da resistência ao rolamento minimizada, baixas emissões de ruído e o manuseio adequado dos altos níveis de torque de um EV, suportando peso adicional das baterias e mantendo alto desempenho em condições úmidas.

Ao mesmo tempo, a conectividade ideal entre pneu e carro e a identificação exclusiva de um pneu estão se tornando cada vez mais importantes, especialmente em vista da direção conectada e autônoma.

Inovações, como a capacidade de os pneus permanecerem inflados na pressão ideal, sem necessidade de bombas externas e novas abordagens no campo de pneus sem tração, também chamam a atenção.

Leis e regulamentos

Os fabricantes de pneus precisam atender a estruturas regulatórias cada vez mais exigentes. Na UE, por exemplo, a rotulagem de desempenho dos pneus indicando consumo de combustível, emissão de ruído e classificação de aderência em piso molhado é obrigatória desde novembro de 2012 como parte do Plano de Ação de Eficiência Energética da UE.

Nos EUA, os pneus são classificados de acordo com padrões como os "Padrões de classificação de qualidade de pneus uniformes (UTQGS)" emitidos pelo Departamento de Transportes dos EUA. Eles incluem regulamentos sobre vestuário, desempenho de tração e resistência à temperatura.

O gêmeo digital

Melhorias contínuas de produtos e produção com gêmeos digitais

O uso consistente de gêmeos digitais ajuda a atender a todos os requisitos e a enfrentar todos os desafios - desde o design do produto e o design da máquina até o comissionamento, produção e todo o caminho até a otimização do desempenho do produto e produção.
Digital Twin: Discrete Industry - Manufacturer

Virtualização ponta a ponta para obter melhores resultados no mundo real

Gêmeos digitais do produto, o processo de produção e as instalações de produção, bem como o desempenho do produto, estão fundamentalmente vinculados em um único modelo de dados integrado.

Isso cria uma imagem completa e um loop fechado do mundo digital e do mundo real, permitindo melhorias contínuas para os melhores resultados possíveis com base nos dados reais de produção e desempenho.

Ele também garante consistência em toda a cadeia de valor e permite que todas as partes interessadas acessem os dados necessários através do Teamcenter - onde quer que estejam.

Projeto, simulação e verificação de produtos digitais, incluindo aerodinâmica, acústica, hidroavião e gerenciamento de receitas.

O gêmeo digital do produto

Embora os projetistas de pneus precisem atender aos exigentes requisitos das montadoras e dos clientes finais, o gêmeo digital do pneu ajuda a transformar o design inovador em um produto de sucesso. O projeto, a simulação e a verificação dos pneus são realizados em um ambiente totalmente digital para um desenvolvimento rápido, suave e eficiente do produto.

 

O sistema NX CAD / CAE permite simulações abrangentes de aerodinâmica, comportamento acústico e propriedades de hidroavião. O gerenciamento de receitas também é suportado.

Design virtual

Os softwares NX CAD, CAE e CAM oferecem suporte ao desenvolvimento de produtos, desde o conceito inicial até o design, construção, simulação da indústria e todo o caminho até a fabricação.

O processo começa com esboços com restrições, um esboço da seção principal do pneu e um esboço 2D para definir esta seção. A seção é usada para criar um modelo sólido e para cortar ranhuras e padrões cruzados. Por fim, a ranhura é padronizada em torno do restante do pneu, criando assim a banda de rodagem.

Avaliação de hidroavião

Quando um pneu viaja na água, ele muda de forma. Se as forças no piso forem fortes o suficiente, o pneu acabará levantando do chão e patinando na água. O objetivo é evitar esse fenômeno pelo maior tempo possível.

No Simcenter, os dados de CFD (dinâmica computacional dos fluidos) são acoplados ao código da FEA (Análise de Elementos Finitos) para avaliar todo o processo de deformação. Uma grade overset permite girar o pneu com deformação da malha, dados das propriedades do material do pneu são incluídos para garantir resultados corretos.

Simulação de forças de pneus

O MF-Swift, que faz parte da família SimCenter, permite prever as forças que um pneu produzirá e transferirá para o veículo quando atropelar um obstáculo.

 

A simulação no MF-Swift prevê exatamente as forças ocorridas e passa essas informações para o gêmeo digital do veículo. Isso ajuda a otimizar o conforto dos passageiros que este veículo pode oferecer.

A produção é planejada, simulada, prevista e otimizada digitalmente - incluindo a geração de código PLC e o comissionamento virtual.

O gêmeo digital do processo de produção

Assim como os pneus são projetados e testados digitalmente antes da produção, todo o processo de produção é planejado, simulado e otimizado em um ambiente virtual com a ajuda de seu gêmeo digital.

 

Um conjunto completo de softwares da Siemens está disponível para cobrir todo o processo, desde a mistura de borracha até o comissionamento virtual das máquinas e até a padronização eficiente e sem erros, com base em bibliotecas.

Misturando otimização de desempenho

A produção de um pneu de qualidade começa com a mistura ideal de borracha.

O Simcenter suporta a análise precisa do processo de mistura de borracha. Dessa forma, a viscosidade local diminui em áreas de alta tensão de cisalhamento, a viscosidade em massa diminui devido ao aumento da temperatura média e as áreas centrais da alta viscosidade devido à estagnação local do fluido causada por parafusos de rotação contrária podem ser identificadas e evitadas com antecedência.

Otimização do fluxo de materiais e do processo de produção

O Tecnomatix Plant Simulation permite o design virtual e a visualização de todo o layout da planta. Isso o torna uma excelente ferramenta para otimização do fluxo e da produtividade do material. Ajuda a descobrir gargalos e até a otimizar o consumo de energia. Essa visualização durante a fase de design ajuda a reduzir o tempo total de colocação no mercado, garantir um ambiente de trabalho seguro e livre de riscos e otimizar o processo com facilidade, considerando cada etapa da produção - inclusive em um único recurso de produção.

Verificação virtual do código PLC

O comissionamento virtual baseado na abordagem “software in the loop”, baseado no portal TIA, PLCSIM Advanced e Mechatronics Concept Designer, é um fator crucial para reduzir o tempo de comissionamento no mundo real e evitar falhas dispendiosas nas máquinas. Ao mesmo tempo, os esforços de prototipagem são visivelmente reduzidos, as máquinas podem ser otimizadas durante o desenvolvimento, dessa forma pondo fim à abordagem comum de tentativa e erro no mundo real e os operadores de máquinas podem ser treinados antes que uma máquina seja efetivamente comissionada.

Toda a funcionalidade da máquina pode ser validada e otimizada dentro do código PLC, enquanto o processo completo de fabricação é monitorado pelo WinCC.

Comissionamento rápido e eficiente

O comissionamento da máquina real é acelerado consideravelmente graças ao comissionamento virtual anterior e à integração do projeto mecânico e elétrico à automação usando um banco de dados comum.

 

Os processos de fabricação validados e o código do PLC são transferidos para o Portal TIA e diretamente repassados ​​para a máquina real.

  • TIA Portal

Padronização baseada em biblioteca

Uma biblioteca de pneus personalizada está disponível para oferecer suporte a uma filosofia operacional padronizada, independente do fornecedor e da modularização. A automação de várias etapas de trabalho idênticas e recorrentes aumenta a eficiência da engenharia através da geração automática de objetos de visualização e ajuda a evitar erros.

 

A biblioteca de pneus gera mais de 75.000 objetos em menos de 10 minutos e as alterações do programa do CLP são automaticamente rastreadas na HMI para ajustes automáticos da HMI. Os operadores e outros usuários dos dados obtêm informações idênticas sobre a máquina e as interpretações erradas são evitadas.

  • TIA Portal
A produção de um pneu e o próprio produto criam grandes quantidades de dados que podem ser usados ​​para otimização contínua.

O gêmeo digital do desempenho

Otimização eficiente da produção e desempenho do produto com base em dados do mundo real. Os dados de desempenho e manutenção de equipamentos de produção e de linhas de produção inteiras são capturados e analisados ​​usando o MindSphere, o sistema operacional de IoT aberto baseado em nuvem. Isso aumenta a disponibilidade da planta e também permite o agendamento de manutenção com base nas necessidades. O MindSphere é a base para o uso de aplicativos de análise para muitos aplicativos.

Análise de dados para uma vantagem competitiva

O MindSphere, o sistema operacional de IoT aberto e baseado em nuvem da Siemens permite coletar e analisar dados e transformá-los em conhecimento valioso.

A peça central de um poderoso ecossistema de dados, o MindSphere fornece recursos de análise e conectividade, ferramentas de desenvolvedor, aplicativos e serviços para avaliar e utilizar todos os dados disponíveis de maneira significativa para maximizar o desempenho e o tempo de atividade dos ativos.

Além disso, o MindSphere também permite desenvolver, implantar e executar serviços digitais imediatamente, além de criar aplicativos próprios e até novos modelos de negócios.

Ponte entre todos os níveis de dados

O Siemens Industrial Edge preenche a lacuna entre a computação local e na nuvem e facilita a troca de dados de alta frequência em nível de campo.

 

O Siemens Industrial Edge inclui um back-end chamado Edge Management, bem como Edge Devices e Edge Apps personalizados para análise inteligente de dados e aumento da produtividade

Especialistas em Discussão

A Siemens apresentou na Tyre Technology Expo 2019 um amplo portfólio de empresas digitais para toda a cadeia de valor, especialmente para fabricantes de pneus e construtores de máquinas.

 

Saiba mais em nossas palestras com especialistas:

 

Produção de pneus e TIA

Produção de pneus e portfólio da TIA

O portfólio da TIA abrange todas as etapas do processo e máquinas na indústria de pneus, desde a mistura até a etiquetagem. Além disso, um Centro de Competência reúne experiência em produtos e know-how do setor para soluções orientadas a objetivos.
Produção de pneus com automação totalmente integrada

Comece sua produção de pneus

Assista a este vídeo para obter uma visão geral de como as soluções de interação contínua da Siemens ajudam a tornar a produção de pneus consistente, transparente e eficiente, dessa maneira permitindo que os fabricantes obtenham uma vantagem competitiva na crescente indústria global de pneus.

Mistura e extrusão

O portfólio integrado da Siemens para controles, visualização, acionamentos, motores e até gerenciamento e armazenamento de misturadores atende com flexibilidade às altas demandas do complexo processo de mistura. Eles ajudam a garantir qualidade, eficiência e lucratividade e permitem conceitos específicos do cliente e soluções personalizadas para a máxima eficiência energética, os melhores resultados de mistura e a visualização de todo o processo de mistura para obter informações úteis.

Produção de semi-produtos

Graças a um alto nível de padronização em toda a gama de produtos, as soluções Siemens garantem uma flexibilidade excepcional na fabricação de semi-produtos. A escalabilidade generosa torna possível personalizar as soluções de acionamento para todas as máquinas usadas para a confecção de cada componente do pneu, disponibilizando potencial adicional para maximizar a produtividade e os lucros por meio de níveis mais altos de padronização, soluções de automação enxuta e economia considerável de energia.

Construção de pneus

Soluções de acionamento SINAMICS e SIMOTION que são adaptadas especificamente aos requisitos das máquinas de produção de pneus, juntamente com os controladores SIMATIC para automatizar as máquinas de fabricação de pneus, ajudar a minimizar o consumo de energia e maximizar a produtividade através de tempos de ciclo aprimorados, conceitos de automação abertos e robustos e excelente disponibilidade do maquinário .

Vulcanização

Os fluxos de trabalho de cura e a automação de prensas de vulcanização podem ser otimizados e tornados mais eficientes pela simulação digital do processo de cura, soluções de automação personalizadas para prensas de cura, além de soluções inovadoras de controle baseadas em poderosas unidades de controle instaladas próximas às prensas para monitoramento e parâmetros de ajuste, como pressão, temperatura e tempo.

Controle de qualidade

As soluções de controle de qualidade totalmente automatizadas e com economia de espaço da Siemens combinam monitoramento de raios-X, verificações de balanceamento de pneus e testes de variação de força com gerenciamento central de dados, garantindo assim o desempenho ideal dos testes e a rastreabilidade completa dos pneus.

Marcação

A rotulagem do desempenho dos pneus na UE exige a correspondência de dados com os sistemas SAP dentro de um tempo de ciclo muito curto. Os produtos Siemens, como o SIMATIC IPC, permitem a conformidade com os padrões europeus sem comprometer a eficiência, oferecendo suporte a processos multifuncionais de alta velocidade com tempo de ciclo extremamente curto de 1 ms, o que torna possível lidar com uma carga de trabalho de cerca de 800 pneus por hora.

Treinamento baseado na Web

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No âmbito do suporte técnico e on-line, a Siemens Industry oferece uma ampla gama de serviços. Suporte on-line, suporte técnico, suporte a aplicativos e serviços de sistema gerenciado.

 

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Os serviços de peças de reposição da Siemens Industry estão disponíveis em todo o mundo e fornecem fornecimento rápido e suave de peças de reposição - e, portanto, a disponibilidade ideal da planta.

 

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O portfólio integrado de soluções de software e automação da Siemens, tecnologia de construção e gerenciamento de energia oferece muitas oportunidades para melhorias de eficiência e margem na produção de pneus durante todo o ciclo de vida de seus ativos, por meio de planejamento econômico, gerenciamento eficiente de dados, logística suave e serviço de alta qualidade em toda a cadeia de valor.

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